向“生物力学之父”冯元桢先生学习什么？【转载】

【转载】

原帖：http://blog.sciencenet.cn/blog-485553-753738.html

 

在企业从事技术工做的我本该与“生物力学之父”冯元桢先生没什么交集，但因本人从事机械行业的流体传动与控制技术领域，幻想可否用流体力学与机械结构做类比，解析高血压现象，因而找来一本《人体解剖学》的书籍来看（仅看了血液循环一章），发现血液循环系统和流体传动系统原理是同样的，心脏、瓣膜、血管、血液彻底可用泵、阀、管道、矿物油做类比。流体传动系统要服从流体力学，机构学，热力学规律，血液循环系统做为天然界的组成部分，天然也应该服从这些物理规律，因而又去找生物力学方面的书籍来看，顺藤摸瓜，找到了冯元桢先生的系列专著，对冯先生的了解正是从他撰写的著做开始的。

冯先生的著做以清晰的数学条理，将物理规律，实验数据串在一块儿的风格让我耳目一新，爱不释手。他鼓励学生不要太忙，留出时间来独立思考，观察天然，思考工程和科学中的问题，学会把含糊不清的问题变为准确的数学描述，培养在工程和科研上提问、分析、设计、和发明的习惯。冯先生至少有如下几点值得科研和工程技术人员学习。

1、重视基础理论的学习和运用。正如冯先生《生物动力学——血液循环》一书所说：“这些定律虽已尽人皆知，但切莫因熟悉而掉以轻心……。古希腊人尽管对心脏和血管的解剖学知识知之甚详，但终因他们忽视了质量守恒定律，从而失去了发现血液循环的荣誉，西方世界直到十七世纪，哈维才创立了血液循环的概念，而哈维证实血液循环，只用了质量守恒定律。……。再没有什么比学习广泛原理并随时应用它们更有价值、更有实效了”。

国内高校至少有两点值得反思：第一，本科阶段弱化基础课程；第二，研究生阶段重科研培养（实际上是重炮制论文能力的培养，还算不上是科研能力的培养）轻基础理论积累。

国内企业技术经理们须要思考的是：你的下属是否是太忙？是否是为了应付考核工做成了忽悠？是否是让技术研发人员作了太多繁杂的，事务性的工做？下属有多少自由时间可支配？自由时间他们在干什么？

2、学科交叉首先要精通本行。冯先生40年代在加州理工学院得到航空和数学双博士学位，毕业后的近20年都是从事本行工做，著有《空气弹性理论》，《固体力学基础》，《连续介质力学导论》三本在力学界为人熟知的著做。能够说冯先生在转入生物医学工程以前，在航空力学方面已有很深的造诣。

咱们科技人员也喜欢谈学科交叉，但许多人在本行都还只知其一;不知其二的状况下去搞学科交叉，东一榔，西一棒，最终搞得不三不四。

3、热爱观察大天然，培养从纷繁的天然或工程技术现象中抽取本质的能力。冯先生编写的书籍，其习题颇有特点，其习题不多有纯理论性的，套公式的。许多题目是先描述一种天然或工程技术现象，而后让学生抽取现象背后的本质，用准确的数学语言描述问题，或求助于分析，或求助于实验去解答问题。或者给出某种需求，让学生去发明一种知足要求的仪器或方法。正如民国时期傅斯年所说：“看学校教育是否成功，学生是否优秀，只需看学生的手脚有无应用书本知识的能力，看学生的头脑可否将身边的事物与课本理论知识联系起来的能力”。

反观咱们的教科书，实在太干瘪，彻底是理论知识的堆砌，正如苏格拉底所说：“教育不是灌输，而是点燃火焰。”咱们的教科书根本没引导学生去观察天然，培养学生抽取天然和工程技术现象背后本质的能力，也许这是中国大学生，企业技术人员认为书本理论无用的缘由之一吧！

4、什么时候读书都不迟，关键看有无兴趣和锲而不舍的决心。冯先生本来学习航空工程，直到了60年代，40多岁时才改行从事生物医学工程，用数学、力学、工程技术的视觉研究生物力学，而且作得很出色，被誉为“生物力学之父”。

用亲身经历的一个例子结束本文。

我公司2010年开发了一款新产品，存在液体泄漏量过大的问题，摸索了几年都没解决，什么有限元结构分析，CFD流体仿真这些研究生论文喜欢捣鼓的方法都用上了，就是解决不了问题。查了很多文献，照着文献中的方法去作，没一点效果，证实了那些论文是通过润色的。我倒没失去信心，压力大之类的心理状态，反正没解决领导也没怪咱们，老板愿意花钱给咱们玩何乐而不为？花哨的招数使完了，尝试从最基本的原理出发，直到今年10月份，改变了一个尺寸，更换了一种材料，仅仅是略施小计，实验立马见效，而所用到的知识不过是大二专业基础课本上的东西。这正是证实了冯先生的观点：“再没有什么比学习广泛原理并随时应用它们更有价值、更有实效了”。

参考文献：

一、 冯元桢，《连续介质力学导论》。

二、 冯元桢，《生物动力学——血液循环》。

三、 冯元桢，《生物力学——活组织的力学特性》。

四、 冯元桢，《生物力学——运动、流动、应力和生长》。